Исследование и разработка методов микрофокусной рентгенографии в стоматологии и челюстно-лицевой хирургии

Вид материала

Подобный материал:

1 2 3 4

Шестая глава посвящена разработке объективного способа оценки качества и диагностической значимости визуализированных рентгеновских изображений. В связи с появлением в диагностической практике микрофокусных рентгеновских снимков, содержащих большое количество деталей изображения, возникла задача разработки метода объективной оценки качества таких изображений. В настоящее время вывод о возможностях микрофокусной рентгенографии делается на основе субъективно-абстрактного сравнения «хуже-лучше» микрофокусных снимков и снимков, сделанных на аппаратах с протяженным фокусным пятном.

Для оценки анализируемое изображение разбивается на элементарные участки определенной формы, например, квадратные. Размеры стороны квадрата определяются разрешающей способностью системы визуализации рентгеновского изображения. Для каждого участка определяется его средняя яркость. В этом случае визуализированное изображение может быть представлено в виде «рельефа яркости», соответствующего распределению интенсивности рентгеновского излучения в плоскости входного окна системы визуализации (рис. 15).

а б

Рис. 15. Визуализированное рентгеновское изображение (а)

и его «рельеф яркости» (б).

Далее яркость каждого участка сравнивается с яркостью соседнего участка по горизонтали и по вертикали, например, слева и сверху. Если яркость анализируемого участка отличается от яркости соседнего участка в соответствии с условием

^{, (14)}

где I₁ – яркость первого участка, I₂ – яркость соседнего с ним по горизонтали или вертикали участка, К_мин – минимальный видимый контраст изображения (задается в соответствии с типом рентгеновского обследования, обычно К=25%), то анализируемый участок считается информативно значимым. Диагностическая значимость снимка в целом повышается на одну условную единицу.

Сравнивая все соседние участки попарно между собой по вертикали и горизонтали, можно определить некий численный индекс Q. Таким образом, качество снимка может быть охарактеризовано одним числом, соответствующим общему количеству информативных участков. На основании условия (14) может быть получено выражение, которое позволяет непосредственно определить количество информативных участков или индекс диагностической значимости рентгеновского снимка:

_. (15)

б

Рис. 16. Панорамные дентальные рентгеновские снимки.

а - полученный на ортопантомографе «ORTORALIX», Q = 13;

б - полученный на прицельно-панорамном аппарате «ПАРДУС-02», Q= 462.

В качестве примера на рисунке 16 приведены два панорамных дентальных снимка, диагностическая значимость которых оценивалась методом информативных участков. Индекс значимости Q снимка, полученного на микрофокусном панорамном аппарате «ПАРДУС-02» выше индекса снимка, полученного на ортопантомографе «ORTORALIX» более, чем на порядок.

Седьмая глава посвящена практической реализации разработанных способов микрофокусной дентальной рентгенографии, а также описанию результатов их клинических испытаний.

Свидетельством практической значимости результатов, полученных в ходе данных исследований, служит разработанная в СПбГЭТУ программа по внедрению в медицинскую практику технологии микрофокусной рентгенографии. В рамках программы была организована учебно-научно-исследовательская лаборатория, а также спроектирован и введен в эксплуатацию производственно-технологический участок по изготовлению основных узлов и сборке аппаратов.

За прошедшие десять лет разработаны и освоены в серийном производстве семейство аппаратов «ПАРДУС» для стоматологии, челюстно-лицевой хирургии, травматологии и педиатрии, а также цифровое устройство для визуализации рентгеновских изображений «Рентгеновидеограф». На базе одного из аппаратов «ПАРДУС» и рентгеновидеографа созданы стационарный и портативный рентгенодиагностические комплексы. Универсальный прицельно-панорамный аппарат «ПАРДУС-02» позволяет одновременно получать как панорамные, так и прицельные дентальные снимки. Аппарат создан на основе оригинальной рентгеновской трубки с полым вынесенным анодом и обратным выходом пучка рентгеновского излучения на основе оригинальной рентгеновской трубки 0,01БД57-90 (рис. 17). Конструкции аппарата и трубки защищены несколькими авторскими свидетельствами и патентами.

1 2 3

Х-ray

а

б

Рис. 17. Конструкция (а, схематично) и внешний вид (б)

рентгеновской трубки 0,01БД57-90.

1 - анодный узел; 2 – металлостеклянный баллон; 3 – катодный узел.

Внешний вид одного из образцов аппаратуры представлен на рисунке 18.

Рис. 18. Аппарат «ПАРДУС-02» с тубусом для прицельных снимков.

Для оценки уровня выполненных разработок в таблице 5 приведены в сравнении основные характеристики наиболее современных зарубежных дентальных аппаратов.

Таблица 5.

Название и производитель	«ORTOPHOS-3» Sirona	«РАПАН-Д70» Амико	«EXPLOR-X70» Villa	«ПАРДУС-02» ЭЛТЕХ-мед
Назначение	ортопан- томограф	прицельный	прицельный	прицельно-панорамный
Напряжение, кВ	60-80	50-70	70	50-70
Ток, мА	10	1-7	8	0,1
Размер фокусного пятна, мм	0,5х0,5	0,8х0,8	1,0х1,0	0,1х0,1
Время экспозиции, с	8-11	0,14-3,8	0,06-4	0,1-5
Потребляемая мощность, кВт	2,1	1,1	1,5	0,07
Масса, кг	130	20/40	15/40	15/35

Определение дозы облучения пациентов в результате рентгенологических обследований на микрофокусных аппаратах проводилось в ИРГ (СПб) и МНИИДИХ (Москва). Некоторые обобщенные результаты расчетов и нескольких замеров дозы облучения при различной экспозиции одного снимка для дентальной съемки приведены в таблице 6.

Таблица 6.

Напряжение, кВ	Экспозиция, мАс	Расчет, мкЗв	Экспертные оценки, мкЗв
Напряжение, кВ	Экспозиция, мАс	Расчет, мкЗв	5Д2	«HELIODENT»	«ПАРДУС-02»
50	0,5	2,0	-	-	2,3
50	15	15,3	13,5	-	-
60	0,3	4,3	-	-	4,7
60	3,5	3,2	-	4,5	-
70	0,2	3,9	-	-	4,3

Blog

Исследование и разработка методов микрофокусной рентгенографии в стоматологии и челюстно-лицевой хирургии